Hola chavales, llevaba tiempo queriendo escribir sobre el tema de las tormentas eléctricas, y que mejor momento que hacer ahora, cuando ya ha pasado alguna interesante por nuestras cabezas. Intentaré que todo el mundo aprenda como se forman estas tormentas que sucede, como aparecen los rayos y qué comportamiento tienen y por supuesto como protegernos de ellos ya sea por medidas de precaución o por medidas materiales como puede ser un pararrayos.
Lo primero que vamos a hacer es definir, que es un rayo y una tormenta eléctrica. Un rayo es una gran descarga natural de electricidad estática, generada durante una tormenta. Esta descarga está acompañada de luz, lo que comúnmente conocemos como relámpago, y genera esta luz debido al paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire. También conocemos el término trueno, que hace referencia al sonido que emiten estos rayos, y es que el paso de la electricidad a través de la atmósfera caliente, expande rápidamente produciendo ese ruido tan característico.
Vamos a ver como es el origen de un rayo. Este tema sigue siendo estudiado día a día, ya que los científicos no se ponen de acuerdo en la hipótesis de que como se forma un rayo. Estudian perturbaciones atmosféricas (viento, humedad y presión) e incluso acumulación de partículas solares. Principalmente se cree que este fenómeno viene dado por el hielo, el cual sería un elemento clave en la formación de un rayo debido a las diferencias que hay de cargas positivas y negativas dentro de la nube.
Una de las hipótesis, en este caso la de inducción electrostática, dice que la separación de cargas requiere de una corriente ascendente de aire que lleve las gotas de agua procedentes de la evaporación a las nubes, enfriandolas repentinamente, formándose así lo que conocemos como granizo. Los golpes que pegan las gotas ascendentes con los cristales de hielo generan una carga positiva para estos cristales y una carga negativa para el granizo. Mediante la gravedad el granizo comenzará a colocarse en la parte baja de la nube, mientras los cristales se quedarán en la parte más alta, generando un campo eléctrico. Esta separación de cargas es la que formará un rayo una vez alcanzada la carga necesaria en la nube.
La otra hipótesis, es la del mecanismo de polarización, en la que se explica que la formación de un rayo es debido a la caída de gotas de hielo y agua que se vuelven polarizadas por el campo eléctrico de la Tierra y por las partículas de huelo que chocan y se cargan por inducción electroestática.
En un cumulonimbo, nube típica de tormenta, una carga eléctrica igual pero de diferente signo (+ o -) se induce en la tierra por debajo de la nube. El suelo de la Tierra, con una determinada carga sigue el movimiento de la nube con su carga y si el campo eléctrico es lo suficientemente fuerte se producirá la descarga eléctrica en forma de rayo (Corriente positiva). Lo que viene a decir en este párrafo, es que al igual que un rayo se ve como va bajando de la nube, otro "rayo" en forma positiva va trepando el cielo en busca del rayo de la nube para unirse, momento en el que pega el petardazo y se hace la descarga.
Este párrafo anterior es la explicación del porque no se debe poner uno debajo de árboles u otros objetos. Si tenemos en cuenta que por norma general la Tierra tiene una carga positiva y esta tiende a situarse en los puntos más altos de la superficie terrestre y que las nubes en su parte más baja generalmente están a rebosar de cargas negativas ¿Donde creéis que irá el rayo? Pues evidentemente a los puntos más altos, de ahí viene lo que habéis oído muchas veces, "no te pongas debajo de un árbol cuando haya tormenta" y esto es por lo que os digo, simplemente es que un rayo intenta buscar la ruta más corta y que más diferencia en carga tenga con la nube y da la casualidad de que esto se da en los puntos más altos como árboles, chimeneas etc...
Existen multitud de tipos de rayos, según las diferentes formas generadas. aunque los más comunes son los rayos de nube a tierra, que da la casualidad de que es el más peligroso, ya que este impacta con la tierra de forma vertical y los rayos de tierra a nube que es la descarga en sentido contrario, es decir, el rayo sube hacia arriba para unirse con las cargas, momento en le que el rayo vuelve a la tierra.
No podemos olvidar que entre nubes también se forman rayos, pero solo entre las que no tocan el suelo. Estos se pueden dar dentro de la propia nube o entre dos diferentes.
Ahora vamos con la tormenta eléctrica, que evidentemente sabemos que es la tormenta que se caracteriza por tener rayos. Como dije antes, a estas nubes se las denomina como cumulonimbos. Estas tormentas generalmente están acompañadas por rachas fuertes de viento, lluvia abundante y fuerte, a veces incluso de nieve o granizo o sin ningún tipo de precipitación. Esto es lo que se conoce como tormenta con aparato eléctrico.
Estas tormentas se forman debido a una humedad determinada del aire caliente que se eleva desde el suelo en una atmósfera inestable. El aumento del aire caliente, tiene como función restaurar la estabilidad, incluso cuando el aire frío tiende a disminuir. Si el aire ascendente es lo suficientemente fuerte, este aire se enfriara y condensará liberando el calor lo que provoca la formación de unas grandes nubes con desarrollo vertical.
Las tormentas se suelen dar en las tardes de verano en la convección de aire elevado cuando se calienta en superficie. Cuanto más cálido sea el aire y más humedad tenga, más fuerte será la tormenta generada
Una tormenta eléctrica esta divida en varias fases, las cuales se dividen en periodos de tiempo de entre 15 y 30 minutos.
- Nacimiento: en el que las corrientes de aire ascendentes van formando las nubes, los cumulonimbos. Si la carga por primera vez es de agua no se producirá ningún rayo.
- Madurez: momento en el que el crecimiento vertical de las nubes llega a su máximo dándole forma de yunque. En esta fase empiezan a aparecer los rayos y la precipitación
- Disipación: fase en la que las nubes se empiezan a aplastar hacia los lados y los vientos fríos descendentes son más predominantes.
Con esto ya sabemos que es un rayo y una tormenta eléctrica. Ahora vamos con algo útil si sabemos contar bien.
¿Como saber a que distancia está la tormenta?
Si queremos medir la distancia a la que ha caido un rayo, tenemos que saber que la velocidad del sonido es de unos 332 m/s de media y que la de la luz son 300.000 km/s (OJO CON LAS UNIDADES). Por lo tanto si vemos un rayo comenzamos a contar segundos y una vez que oigamos al trueno paramos y si por ejemplo han pasado 3 segundos, podríamos suponer que la tormenta está a 1 kilómetro. Si pasaran 9 segundos, sería unos 3 kilómetros más o menos.
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| Sucede lo mismo en un pararrayos que en un árbol. La diferencia es que el pararrayos siempre será más alto que el resto de bienes que queramos proteger. |
Por último vamos con los pararrayos, medida de protección más utilizada. Un pararrayos no es más que un mástil metálico de acero, aluminio o cobre con un cabezal captador. Ese cabezal existe de muchas formas y este debe sobresalir por encima de la parte más alta que queramos cubrir (edificios). El cabezal está unido a una toma de tierra por medio de un cable. La toma de tierra se base en unas picas metálicas que hacen la función de electrodos bajo tierra. El área de acción de un pararrayos es de forma cónica.
Evidentemente su función es la de protegernos de los posibles daños que genera un rayo. Y por tanto y asimilando lo que hemos hablado antes, las cargas se irán colocando en la parte más alta del pararrayos generando un punto elevado muy cargado que será el más que posible destino de un rayo, dejando a otras estructuras cargadas por debajo. Esa es su función y su forma de protegernos y que si lo pensamos bien es lo evidente sabiendo todo lo explicado antes.
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